Thèse soutenue

Mesure de la polarisation de bosons vecteurs lors de leur production par paire WZ au LHC avec le détecteur ATLAS

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Auteur / Autrice : Angela Maria Burger
Direction : Emmanuel Sauvan
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique subatomique et astroparticules
Date : Soutenance le 03/07/2018
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique (Grenoble, Isère, France ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de physique des particules
Jury : Président / Présidente : Giovanni Lamanna
Examinateurs / Examinatrices : Pascal Pralavorio, Jan Kretschmar
Rapporteurs / Rapporteuses : Claude Charlot, Elzbieta Richter-Was

Mots clés

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Résumé

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Cette thèse porte sur l'étude de la production de paire de dibosons WZ au en collisions proton-proton au LHC avec le détecteur ATLAS.La première mesure de la polarisation des bosons vecteurs W et Z lors de leur production par paire a été effectuée et la section efficace de production de dibosons WZ mesurée.Les données des collisions des protons au LHC à une énergie de 13 TeV enregistrées avec le détecteur ATLAS en 2015 et 2016 avec une luminosité intégré de 36.1fb-1 ont été analysées.L'analyse prends en compte seulement des désintégrations des bosons W et Z en électrons et muons.Avec la quantité des données disponibles, la précision de la mesure n'est plus déterminée par l'incertitude statistique. Une précision de 4.4 % a été obtenue, qui est comparable à la précision obtenue par une mesure antérieures avec les données d'ATLAS à une énergie de collision de 8 TeV.La précision de la mesure est déterminé par l'estimation du bruit du fond, du taux d'empillement et de l’efficacité d'identification des électrons et muons.Dans le cadre de cette thèse, des études détaillées ont été menées sur l'estimation de l’efficacité d'identification des électrons, sur l'optimisation de la sélection des leptons dans le cadre de l'analyse WZ et sur l'estimation du bruit du fond réductible.L’efficacité d'identification des électrons a été déterminée avec une méthode dite de Tag et Probe utilisant la désintégration de bosons Z en deux électrons.Les propriétés d'isolation des électrons ont été utilisées pour discriminer le signal des électrons du bruit du fond.L'accord de la mesure de l’efficacité d'identification avec la simulation a été étudié et des facteurs de correction ont été estimés.Ces facteurs de correction ont été mis à la disponibilité de la collaboration ATLAS.La sélection des leptons dans le cadre de la mesure WZ a été optimisée pour rejeter le bruit de fond réductible. Le bruit du fond réductible restant a été estimé avec une méthode dite matricielle qui s'appuie sur les données.La valeur de la section efficace mesurée est supérieure de 8 % par rapport a la valeur prédite par les calculs théoriques les plus récents ayant une précision à l'ordre NNLO, mais reste néanmoins compatible avec ces prédictions.Une mesure de la polarisation dans les événement dibosons est effectuée par la première fois.Les distributions angulaires des produits de désintégration sont particulièrement sensible aux effets de la polarisation.Les fractions de bosons W et Z produits avec un état de polarisation longitudinale sont mesurées pour la première fois, à une valeur de 25 % avec une incertitude de 7 et 4 %, respectivement.Cela représente une précision de l'ordre de 15 %, dominée par l'incertitude statistique.